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Instrumento de cristalografía de polímeros de alta presión.

2023-09-17 10:00

El diseño más utilizado para baterías de alto voltaje es la unidad de yunque de diamante. Hoy en día, los Dac vienen en una variedad de formas y tamaños y se pueden ajustar fácilmente a diferentes técnicas experimentales como espectroscópicas (IR, fluorescencia, Raman),radiografíamediciones magnéticas o eléctricas [62]. La versión más popular de este dispositivo compacto (aproximadamente 4,0 × 3,2 × 1,9 cm) produce presiones de hasta 10 GPa y se puede integrar sin esfuerzo en una configuración de difractómetro estándar. Los componentes básicos de un DAC se muestran en la Figura 3. Los diamantes utilizados en los Dac suelen ser monocristales de calidad gema con un peso en quilates de entre 1/8 y 1. Se cortan y pulen a lo largo de ciertos planos del cristal para lograr un brillo brillante. La base de la punta suele ser plana, pero también están disponibles otros diseños, como bobinas biseladas y toroidales. [63,64] Para que el cristal quede sujeto por una batería de diamante de alto voltaje, se coloca en una cámara de muestra donde se perfora un orificio en una arandela de metal entre el yunque de diamante. Se aplica presión a la placa de soporte apretando el tornillo, que se transfiere al pequeño cristal a través del yunque y el medio de presión estática. En los Dac modernos, según la aplicación, el soporte se compone principalmente de acero, tungsteno, titanio o aleaciones metálicas.

X-ray

La presión dentro de un DAC generalmente se mide colocando un pequeño trozo de calibrador (como un rubí) en la cámara y midiendo el cambio de su banda fluorescente dependiente de la presión. A pesar de la estructura relativamente simple de los Dacs, su uso en la investigación bicristalográfica requiere superar varios obstáculos. En primer lugar, es importante mencionar que no existe una estrategia única para medir todos los cristales macromoleculares; Sin embargo, se puede determinar un flujo de trabajo general para un experimento HPMX (Figura 4).

crystalline

Además, desde un punto de vista experimental, hay muchos factores a considerar al planificar mediciones HPMX. El primer desafío, especialmente en mediciones de baja presión y de cristal único, es evitar el movimiento del cristal. Dado que el DAC gira durante la medición, es importante fijar el cristal antes de la recopilación de datos. Esto se puede lograr agregando una concentración alta (20-30%) de MPD o PEG[66] al licor madre, o colocando un material de baja absorción dentro del DAC. El grupo espacial cristalino y su orientación dentro de la celda también son fundamentales para el éxito de la medición. Otro factor que afecta significativamente los resultados de HPMX es el medio de presión. A pesar decristalinoEl licor madre es selección natural, pueden ocurrir dos efectos durante la carga de la muestra. 


Aunque los experimentos HPMX se pueden realizar fácilmente utilizando Dacs y difractómetros internos, el centro de sincrotrón facilita significativamente HPMX al permitir longitudes de onda sintonizables y el tamaño sintonizable del haz. Hay muchas líneas de luz de sincrotrón que permiten la instalación de DAC, pero solo unas pocas son adecuadas para mediciones de alta presión de muestras biológicas. La principal limitación es el peso de la batería del DAC. El estandardifractómetroy otras unidades de posicionamiento están equipadas con motores muy precisos para ajustar la posición de la muestra. Este tipo de motor no está diseñado para soportar cargas pesadas. Otra dificultad es el espacio disponible en el entorno de muestra. El DAC, incluso en su versión más pequeña, es mucho más grande que el portamuestras utilizado para experimentos de cristalografía de rutina. Sin embargo, algunas líneas de luz superan esto instalando un difractómetro modular [72] o quitando accesorios alrededor de la muestra. El DAC se puede montar en un estándargoniómetrocabezal o un accesorio especialmente desarrollado (Figura 5).

diffractometer

La disponibilidad de una nueva generación de fuentes de sincrotrón permite cambios en los métodos experimentales al permitir diferentes estrategias de recopilación de datos. Usando un haz más pequeño, se pueden recolectar datos demúltiples cristalescargado en el DAC al mismo tiempo.

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